Page 47 - 第三代半導體—— 碳化矽材料製程與分析

DESIGN CORNER
圖4:鋅碳電池的橫截面。
鋅空氣電池最常用於助聽器， 因為它們具有高能量密度、理想的 應用電壓，以及在活化前的長時間 保存期限。電池化學使用鋅陽極、 氫氧化鉀電解質和空氣作為陰極。 透過移除密封片來活化電池，並將 空氣導入電池中，使用空氣代替金 屬氧化物等傳統陰極元素可以製 造更小、更輕的電池。但其缺點 包括對環境敏感，一旦電池被活 化，它們就必須被迅速使用完畢。
鋰-硫化鐵電池在1.5V時提供 了比鹼性電池更高的能量密度，同 時在性能上也相對卓越，具高耗電 率、更長的保存期限、更好的抗洩 漏性、更寬的工作溫度範圍，以及 更輕的重量。這些電池單元用於數 位相機和攝影機，其缺點包括由於 陽極中的鋰金屬含量和較高的成 本造成在運輸上受限制(每位搭乘 飛機的乘客被限制只能攜帶鋰含 量小於2克的鋰電池，或經過航空 公司同意可攜帶鋰含量小於8克的 可充式鋰電池)。這些電池具有正 溫度係數(PTC)安全開關，可在電 池過熱時用作電流限制器。
電導率，鋰離子化學有利於更大的 表面積與更高倍率容量的應用。
質一起使用。有機電解質是常被 使用的，但與氫氧化鉀、氯化鋅等 水系電解質相比，它們的電導率相 形見絀，限制了鋰電池的功率輸出 (為了獲得功率，需要低電池電阻 和高電解質電導率)。然而從好的 方面來看，有機電解質的冰點較 低，使其能夠在比水系電解質電池 系統更低的溫度下運作。
鋰-二氧化錳(Li-MnO2)電池使 用鋰金屬作為陽極和二氧化錳陰 極，有鈕扣和圓柱形形式。由於有 機電解質的電導率低，鋰-二氧化 錳電池設計有利於大表面積電池 結構，例如鈕扣電池和芯卷結構而 非線軸型電池，得以以最大限度地 降低內阻並提高功率容量。鋰鈕扣 電池的運作電流也比氧化鋅銀電 池低，得以以最大限度地減少內 阻和電池發熱。
電池化學成分決定了許多電 池性能並影響了電池特性，因此 成為電池選擇的關鍵考量因素。以 下第三部分將深入探討蓄電池的 化學組成。
鋰是元素週期表中最輕的金 屬，容量為3,860mAh/g，而鋅為 820mAh/g。鋰還具有3.045V的 電化學還原電位，而鋅則為0.76V (即鋰基電池提供3V或更高的電 池電壓)，這兩種特性的結合為鋰 基電池帶來了非常高的能量密度。 然而，鋰對水具有高度反應性，與 鋅不同的是，鋰不能與水性電解
雖然使用鋰金屬的電池可以 提供極高的能量密度，但當這些系 統充電時，其風險在於它可能穿透 隔離膜、形成鋰枝晶並造成短路。
一般的鋰原電池
1.鋰離子電池:鋰是元素週 期表中最輕的金屬，其容量為 3,860mAh/g，而鋅為820mAh/g (電池容量決定了設備與裝置可通 話或運作時間)。前面也提到過， 鋰具有3.045V的電化學還原電 位，鋅則為0.76V，這兩種特性的 結合為鋰基電池帶來了非常高的 能量密度。
蓄電池的化學組成
以下為最常見的蓄電池(可充 電電池)的化學成分:
2022年7月 | www.eettaiwan.com
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